Przełamuj wąskie gardła w testowaniu branżowym dzięki niezależnie opracowanemu systemowi analizy przebiegów FFT

W dziedzinie testowania wydajności maszyn trakcyjnych konwencjonalne metody obejmują głównie badania wibracji, badania hałasu itp. Jednakże dokładne rejestrowanie przebiegów napięcia i analizowanie danych eksploatacyjnych jest podstawą oceny stanu silnika. Po szeroko zakrojonym udoskonalaniu zespół silników wind NIDEC niezależnie opracował system analizy przebiegów FFT oparty na zasadzie tylnej siły elektromotorycznej maszyn trakcyjnych — bez konieczności stosowania skomplikowanych czujników zewnętrznych może on generować fale sinusoidalne jedynie poprzez konwersję sygnału, zapewniając bardziej wydajne i dokładne rozwiązanie do testowania maszyn trakcyjnych.

Wiele algorytmów wzmacniających linię obrony przy wykrywaniu usterek

Algorytm szybkiej transformaty Fouriera (FFT), rdzeń narzędzi analitycznych NVH, jest klasycznym narzędziem do wykrywania usterek. Potrafi dokładnie przekształcić sygnały w dziedzinie czasu indukowanej siły elektromotorycznej, zebrane podczas pracy silnika, na sygnały w dziedzinie częstotliwości. W rzeczywistej pracy silników synchronicznych z magnesami trwałymi błędy, takie jak niewspółosiowość, wklejanie odwrotne i wklejanie z przesunięciem magnesów trwałych, będą odzwierciedlone w subtelnych zmianach indukowanej siły elektromotorycznej, która będzie generować nieprawidłowe sygnały przy określonych częstotliwościach. Dzięki swoim potężnym możliwościom analizy sygnału algorytm FFT może dokładnie wychwycić te subtelne zmiany i dostarczyć ważnych wskazówek do diagnozowania usterek.

Dwurdzeniowe rozwiązanie do testowania silników wind NIDEC

Rdzeń sprzętowy: Karta akwizycji danych o wysokiej częstotliwości próbkowania

Aby uniknąć „zniekształceń” sygnału, jako podstawę sprzętową wybieramy karty do gromadzenia danych o wysokiej częstotliwości próbkowania i wysokiej rozdzielczości. Może w czasie rzeczywistym wychwytywać niewielkie zmiany napięcia siły elektromotorycznej zwrotnej podczas pracy silnika, konwertować sygnały analogowe na precyzyjne sygnały cyfrowe i dostarczać „surowe dane wysokiej jakości” do późniejszej analizy.

Aby upewnić się, że wybrana karta do gromadzenia danych spełnia wymagania, zespół ME przetestował ją. Analiza pokazuje, że wybrana karta do gromadzenia danych charakteryzuje się doskonałą stabilnością, z GRR wynoszącym około 0,072% wśród trzech mierników A, B i C.

Rdzeń oprogramowania: niezależnie opracowany system analizy przebiegów FFT

Podstawową zaletą tego systemu jest przekształcanie „profesjonalnych danych” w „widoczne, możliwe do analizy i użyteczne” wyniki testów. Jego trzy podstawowe funkcje obejmują pełnowymiarową analizę od dziedziny czasu do dziedziny częstotliwości:

• Wykres w dziedzinie czasu napięcia indukowanego: wyświetla w czasie rzeczywistym krzywą zmian sygnałów napięciowych w czasie, intuicyjnie pokazując wahania napięcia i węzły występowania szczytów, dzięki czemu natychmiastowe zmiany sygnału są widoczne na pierwszy rzut oka;

• Analiza figur Lissajous: generuje figury Lissajous na podstawie zależności fazowej różnych sygnałów, szybko ocenia stabilność operacyjną maszyny trakcyjnej i na pierwszy rzut oka identyfikuje nieprawidłowe odchylenia fazowe;

• Dogłębna analiza widma: Konwertuje sygnały w dziedzinie czasu na dane w dziedzinie częstotliwości, wyraźnie pokazuje proporcje każdej składowej częstotliwości i łatwo lokalizuje potencjalne problemy, takie jak zakłócenia harmoniczne.

Poza „przeglądaniem danych” system koncentruje się bardziej na „dostarczaniu wyników”. Trzy kluczowe wskaźniki testowe zapewniają wydajność maszyn trakcyjnych:

1. Współczynnik dystrybucji szczytowej: Zlicza rozkład wartości szczytowych napięcia, ocenia, czy wartości szczytowe mieszczą się w rozsądnym zakresie i pozwala uniknąć strat silnika spowodowanych nieprawidłowymi wartościami szczytowymi;

2. Stopień niezgodności przebiegu: porównuje różnicę pomiędzy rzeczywistym przebiegiem a standardową falą sinusoidalną, określa ilościowo zniekształcenie przebiegu i zapewnia dokładną podstawę do uruchomienia silnika;

3. Analiza THD przebiegów: Oblicza całkowite zniekształcenia harmoniczne, intuicyjnie odzwierciedla wpływ harmonicznych na przebiegi napięcia i pomaga zoptymalizować jakość produktu maszyn trakcyjnych.

Pokaz osiągnięć

Dzięki niezależnie opracowanemu systemowi analizy przebiegów FFT przeprowadzono wielowymiarowe testy wydajności silnika NVH, znacznie redukując problemy z jakością produktu i zapewniając jakość silnika przed dostawą. Od grudnia 2024 r. do chwili obecnej przetestowano około dziesiątki tysięcy silników, a wydajność pierwszego przejścia testowanych silników utrzymuje się na poziomie powyżej 99,5%. Gromadzenie i analiza tych danych w pełni demonstruje niezawodność jakości silników wind NIDEC i znaczenie opracowania oprogramowania do testowania wydajności silnika FFT.

Wreszcie, od interpretacji zasad NVH, wprowadzenia innowacji, szybkiego gromadzenia danych, wielowymiarowej analizy parametrów po testowanie produktów masowych na pełną skalę, ten system analizy przebiegów FFT przełamuje ograniczenia tradycyjnych testów. Niezależnie od tego, czy chodzi o kontrolę jakości fabryki silników, monitorowanie codziennej pracy i konserwacji, czy diagnostykę usterek, może zapewnić szczegółowe i kompleksowe wsparcie testowe, nadając nowy impet wydajnym, bezpiecznym i niezawodnym testom wydajności silnika w branży maszyn trakcyjnych wind!